一、利用远程网络技术的机器人遥操作系统分析（论文文献综述）
程致梁[1]（2022）在《基于5G网络的农场移动机器人远程遥操作系统》文中认为阐述了5G网络发展和优势,分析和研究了三轮农场移动机器人运动学和动力学原理,实现了一套基于5G网络的农场移动机器人远程遥操作系统。实验结果表明:在遥操作控制下,农场移动机器人顺利达到了从起点到终点的目的,且机器人转向圆滑、路径线路最短,实现了遥操作控制和路径规划功能。
杨洪涛[2]（2022）在《基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究》文中提出以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统。实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定的稳定性和可靠性。
包家磊[3]（2021）在《基于径向基神经网络的反步控制及其在遥操作系统中的应用》文中进行了进一步梳理近年来,随着工业技术的发展,工程控制应用中对控制方法的要求也逐渐提高。工程被控系统中往往存在模型不确定性、非平滑特性以及时滞特性等现象,使得传统的控制方案难以满足实际控制任务的需求。基于径向基神经网络的自适应反步控制方法由于其能够很好地处理系统的非线性不确定性,在非线性系统的控制领域吸引了研究者们的广泛关注,并且已经在多种工程控制场景下得到了应用。本文在国内外已有研究成果的基础上,进一步探究基于径向基神经网络的自适应反步控制方法的理论研究,并且将其应用在机械臂系统与双边遥操作系统的控制任务中。本文的研究工作主要有以下几个方面:（1）研究一类纯反馈结构的高阶非线性系统的跟踪控制问题。在假设系统的非线性函数为连续性函数的前提下,利用中值定理将纯反馈结构的高阶非线性系统解耦为严格反馈形式,并在此基础上利用反步控制法对系统进行控制器的设计。在反步控制法的框架下,以径向基神经网络来近似系统中的未知项,将系统存在的不确定性非线性问题转化为径向基神经网络的参数更新问题。并以有限时间稳定理论作为对系统进行控制器设计的性能指标,提出了一种能使被控系统在有限时间内稳定的控制方案。在该控制方案的作用下,被控系统能够快速地达到稳定状态,且系统的输出信号能够以较为理想的精度去跟踪参考信号。另外,由于考虑了输入死区现象对系统性能的影响,该控制方案相较于传统控制方案更加能够满足实际控制任务的需要。（2）针对机械臂系统,提出了一种输出受限的有限时间稳定控制方案。机械臂系统是工程控制中最常见的一类控制系统。机械臂系统的相关控制问题虽然已被广泛研究,但是依然存在许多亟待解决的问题。由于对工作效率的要求,机械臂系统往往需要在高速运动状态下工作,而高速运动状态下容易产生较大的过冲,这对系统的控制精度又会产生影响。在考虑机械臂系统高速运转的工作要求下,对其提出了一种输出受限的控制方法,使其能在高速运转的情况下,避免出现较高的过冲。该控制方法的基本设计思路为:在反步控制法的设计框架下,引入了漏斗控制的原理,将系统的跟踪误差限制在一个漏斗型的边界曲线内。机械臂作为遥操作系统的终端设备,对其控制方案的研究除了具有较强的应用前景外,也是遥操作系统控制方法研究的基础。（3）针对受定常通讯时延影响的双边遥操作系统,提出了一种自适应量化同步控制方案。双边遥操作系统既是一个存在诸多不确定性的非线性系统,也是一个由相互关联的主、从两个机械臂终端子系统组成的分散式被控系统。考虑到物理系统的精度可能对遥操作系统控制性能的影响,一种具有滞环输出特性的量化器被应用在双边遥操作系统的控制任务上。通过滞环量化器,原来取值密集的连续性控制变量被量化为随着控制需求变化而改变的离散型控制量,这既减少了对控制器输出精度的要求,也避免了由于高频率地切换控制输出量而可能对物理系统造成的损伤。（4）针对时变时延通讯条件下的双边遥操作系统,提出了一种有限时间稳定的自适应同步控制方案。在实际的遥操作系统中,通讯信道往往会经过公用通讯网络,而公用通讯网络具有时变性的通讯时延,这对系统的控制性能会产生严重的影响。在控制器设计过程中,除了考虑到时变时延对系统性能的影响外,输入死区对机械臂系统控制性能的影响也被考虑在内。通过构建合适的李雅普诺夫-克罗索夫斯基（Lyapunov-Krasovskii）函数,利用反步控制法与有限时间稳定理论,一种有限时间稳定的自适应同步控制方案被提出来。通过仿真对比,该控制方法相对于其他方法在存在输入死区的条件下具有更加稳定的控制性能。相关的实验结果也验证了该控制方案的有效性。
张元昕[4]（2021）在《核电动力机械手遥操作控制系统研究》文中认为核电是我国能源可持续发展的重要组成部分,是国家战略性资源。经过30多年的发展,中国已成为核电大国,随之而来的核设施退役问题也迫在眉睫。核设施退役是一项非常复杂的系统工程。随着退役工作的深入开展,相当一部分退役工作难点集中在辐射量高,空间受限度大的工作场所,如“0”平面以下的退役设备室,常常涉及到工艺设备、管道的拆除。由于核设施退役设备室中放射性较高,空间狭窄,而目前高辐射作业环境中多采用人工操作的方式,自动化和智能程度较低,为了保护拆除人员安全,避免遭受大量辐射,具备遥操作控制功能的拆卸作业机器人系统成为重要和必需的核退役装备,其技术研究和应用水平也成为一个国家核工业技术发展的重要标志之一,目前核电机器人的关键技术主要包括抗辐照技术、可靠通信技术、智能控制技术等,对于这些关键技术,我们国家科研人员经过多年的研究,也取得了不小的成果,但是在试验应用过程中还是暴露了不少问题。因此,对核电动力机械手遥操作控制技术的研究具有重要的理论意义和实践价值。本文主要对一种五转一平移的六自由度核电动力机械臂的遥操作控制系统进行设计与研究。通过远程上位机操控系统对机械臂进行遥操作控制以及现场数据,实时图像采集显示,并与下位机控制系统进行交互。具体研究内容包括:（1）根据核电动力机械手操作的功能需求,制定控制系统的总体方案,运动控制方案、绘制电气原理图、各单元器件选型、遥操作控制程序以及交互界面程序的设计。（2）针对核电动力机械手的设计结构,对其构建改进后的D-H模型（MDH模型）,并进行正、逆运动学分析和数学推导,求得正、逆解。采用蒙特卡洛法对机械手的工作空间进行求解运算。利用MATLAB的机器人仿真工具箱对机械手仿真,在此基础上对正逆运动学求解和工作空间进行分析,并验证其正确性。（3）基于固高科技NC610控制器,以QT为开发平台,实现对机械手伺服模块的运动控制并设计下位机控制系统交互界面;使用PXN系列遥操作手杆,结合Direct Input游戏手柄开发函数库,开发实现上位机控制系统端的遥操作功能;利用研华工控机作为上位机系统PC,进行实时视频图像的采集,并利用Socket通信技术,实现下位机机械手运动控制系统和上位机系统的双向通信,从而保证遥操作控制命令、状态信息等数据的传输,采用TCP协议也保证了数据传输的准确性和可靠性。（4）最后,搭建核电动力机械手控制系统实验测试平台,分别对其进行功能测试,Socket通信效率测试和系统稳定性测试。实验结果表明,搭建的核电动力遥操作控制系统具有良好的稳定性,并且能够实现精确定位,满足了其控制系统的功能和指标要求。
代特[5]（2021）在《复杂环境下双边遥操作系统的复合控制研究》文中研究表明遥操作系统作为能够代替人类在核事故救援、空间探测、远程医疗以及农业等多个领域完成多种复杂操作的远程操作系统,近年来已经得到广泛的发展。随着功能的不断完善,遥操作系统的应用场景更为丰富,这也使得人们对遥操作系统的控制性能有了更高的要求。在实际应用中,遥操作系统主-从系统之间的网络通讯存在不可避免的通讯时延、遥操作系统自身较强的非线性特性以及所处环境的复杂性导致系统的控制性能极易受到通讯时延、模型参数以及外界环境干扰的影响;另外,遥操作系统在实际工作中,出于工作环境的限制、操作的安全性以及系统暂、稳态性能提高等方面的考虑,系统状态往往要进行不同程度的约束。同时,因为主-从通信时延、系统不确定性和外界干扰的存在,迫切需要针对网络化遥操作系统设计全状态约束控制策略以保证在主-从系统高精度、快速同步的基础上,系统状态始终处于所约束范围以内。论文的主要研究内容如下:首先,针对全状态时变约束下的双边遥操作系统,在系统不确定和非对称时变时滞下研究了主-从系统之间的同步控制问题,创新性地将系统的全状态约束问题转化为系统的稳定性问题,避免了因系统状态突然增大导致的碰撞问题,提高了主-从系统间的同步精度。同时,针对主-从系统之间的时变时延,引入了新的非线性观测器来保证闭环系统的稳定性并构造新的障碍李雅普诺夫函数（Barrier Lyapunov Function,BLF）证明了主-从系统的稳定性和同步性能。最后,通过MATLAB仿真验证了全状态约束控制策略的有效性。其次,针对柔性双边遥操作系统,设计了新的复合神经网络学习控制框架,研究了在系统不确定性和时变外部扰动下系统关节跟踪控制问题,该框架融合了神经网络和终端滑模干扰观测器（Terminal sliding mode disturbance observer,TSMDOB）的优点,提高了系统的跟踪精度。此外,基于反步递推理论,为遥操作系统开发了一种全状态复合神经网络学习跟踪控制方案,避免了对系统链路端高阶导数的影响,提高了链接端的性能。在复合框架下,通过增加预测误差提高系统收敛速度和准确性。最后,对遥操作系统进行仿真验证,验证了提出全状态跟踪控制策略的有效性。
刘斯文[6]（2021）在《面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究》文中指出随着基于5G网络的触感网的迅速发展,触觉通信系统及遥操作技术受到了学术界及工业界的广泛关注。其中,人类在环的力反馈遥操作触觉通信系统是存在于触感网中的典型用例,它将代表人类主观感受的判断标准引入系统,称作用户体验质量（Quality of Experience,Qo E）,以此反映系统性能。因此,在多个遥操作用户同时共享同一通信网络时,如何能够最大化网络总体用户体验质量成为目前一个主要的挑战。Qo E与往返时延密切相关,两者呈相反的趋势。由于触觉信息对时延非常敏感,因此必须尽量减小系统中的往返时延对Qo E造成的影响,并保证遥操作系统中的操作者在最大容许时延（Maximum Tolerant Delay,MTD）的限制下能够接收到足够的数据。遥操作系统中存在控制结构,用于稳定远程交互,消除系统失稳。不同的控制方案会对相同的往返延迟产生不同的响应。本次研究针对两种常见的控制结构:（1）时域被动结构（Time Domain Privacy Approach,TDPA）;（2）模型调节结构（Model Mediated Teleoperation,MMT）。通过主观测试能够得到不同控制结构下Qo E与时延的关系模型。本论文研究不同控制结构下,多个用户同时共享同一网络资源的情况,如何使网络中用户性能最大化。主要研究内容与创新点如下:（1）根据不同控制结构下,Qo E与往返延时的具体关系,在简化的网络环境下,针对力反馈遥操作系统中存在的位置/速度信息以及力反馈信息,设计Qo E驱动的智能调度算法。为了简化指数复杂度计算,使用最大化最小值的方式,代替指数级运算达到网络整体Qo E最大化的目的。将系统性能与控制质量转化为Qo E进行表示,不对控制结构进行硬件方面的调整,简化操作,降低成本,并具有更高的普适性。（2）对简单网络环境下的Qo E驱动的调度算法进行改进。考虑更为复杂的实际网络传输数据的情况,以及触感信息对于延时敏感的特性,对数据包传输的最大容许延时进行限制。考虑传输过程中存在与力反馈信息同时产生的视频信息,以及与以上两种实时（Real-Time,RT）流信息竞争资源的非实时（Non-Real-Time,NRT）流信息。改进算法为两层结构的Qo E驱动的RT流优先智能调度算法,保证了MTD下数据包的成功传输,使网络中用户整体Qo E性能最大化,并能够满足力反馈遥操作系统对于视触信息的感知同步要求。该调度算法关注两种控制方案对往返延时的性能响应,并根据往返延时确定两种控制结构下的数据流调度顺序。不同于传统通信方式的单边传输,考虑了力反馈遥操作系统的双边传输特性,力反馈信息在对应的位置速度信息未被远地机器人成功接收时,无法从后向链路传输回操作者方。（3）本文对两种调度算法均生成相应调度器,在仿真环境中进行实验,前者与目前已存在的调度算法进行吞吐量、延时的性能比较,后者与目前已存在的调度算法进行吞吐量、延时、Qo E性能及视触觉信息接收时间差等方面的性能比较,证明了所提出算法的可行性与优越性,为人机交互系统提供支撑。
曲伟健[7]（2021）在《基于共享控制的六足机器人三边遥操作研究》文中研究说明近年来,随着足式步行机器人研究的深入,其在勘探、救援等领域有广泛的应用。在执行远程任务时,为避免由于现阶段智能控制算法的技术瓶颈带来的类似无法自主适应环境等控制问题,一般会引入遥操作技术,使足式机器人能够在人的决策帮助下完成任务。当执行多人操控任务时,如何有效地解决控制权限分配,使任务更高效、安全地完成仍然是较难解决的问题。为改善目前多足机器人多人操控条件下各操控者控制权限对系统可控性与稳定性的影响,面向六足机器人三边遥操控系统,针对复杂环境下六足机器人双用户操控条件下的控制权重分配问题,提出一种兼顾安全性与系统透明性的共享操控策略。该策略首先以双主/单从结构为基础架构,融入共享控制策略,在主/从端引入共享因子,通过共享因子实现双主端的控制权限分配,用以改善六足机器人在双用户操控条件下的操控效率及安全性。然后根据从端六足机器人在不同地形下的运动特点,对从端机器人的受力情况进行分析,并根据系统动力学描述,推导出地形因素变化对共享因子的影响。接下来通过对系统透明度进行实时分析,提出基于透明度及控制状态（Transparency and Control State,TCS）的权重分配算法,实时计算共享因子,并通过主端机器人的触觉力反馈,引导操作者实现控制指令的迭代。最后,通过力反馈设备和Vortex物理仿真引擎搭建半物理仿真平台,使用该平台实现本操作策略的验证。并通过在不同地形下的实验,对本文提出的方法与传统三边遥操作操控方法进行对比。实验结果表明,本策略能够在兼顾系统稳定性与透明性的同时以较高的效率与安全性实现六足机器人的双用户操控,并能充分考虑双用户的控制意图。
吴超[8]（2020）在《基于力觉引导的空间载荷遥操作系统的研制》文中研究说明空间载荷是指航天系统中能直接实现某种特定任务的仪器、设备等,越来越多的国家通过空间载荷的在轨操作来进行外太空的探索。虽然人工智能相关技术飞速发展,但是机器人智能化程度仍需提高才能实现完全自主控制,而且由于太空环境恶劣的复杂性,目前仍采用遥操作机器人技术来完成科学实验等在轨服务。在完成在轨操作任务时,仅仅依靠视觉临场感技术是不能充分认知操作环境,还需要力觉临场感技术使操作人员获得真实的感受。本文针对空间遥操作系统的力觉引导相关遥操作技术进行研究,同时解决遥操作系统在随机大时延下的稳定性和操作性能的问题以及如何完成精细复杂的遥操作任务并提高遥操作任务的效率。首先,提出具有力觉引导的空间遥操作系统设计方案。采用力反馈设备与机械臂构建的主从异构型遥操作系统,该系统主要由主端遥操作系统、从端机械臂子系统和网络通信等组成。本文采用客户端/服务器模式开发系统,其中主端子系统以及从端子系统相当于客户端,都通过TCP/IP协议与中央控制服务器相互通信。本文为解决主从端的工作空间不匹配问题,采用速率映射方法。其次,由于通信时延引起遥操作系统的不稳定和操作性能下降等问题,本文采用基于无源理论的双边控制方法进行研究,对传统波变量遥操作控制方法进行研究并提出改进的波变换控制结构并进行Simulink仿真验证。由于波变量遥操作控制方法在随机时延下不能保证稳定性,本文提出了基于波变量的时域无源双边遥操作控制方法,采用改进的波变换控制结构,并在主端中采用串联式无源控制器,在从端采用并联式无源控制器,使得系统整体保持无源稳定状态。在2s～3s随机大时延下进行泡沫接触实验,通过实验可知主从端的位置和力具有稳定跟踪性。再次,在未与环境接触时,仅仅采用双边控制方法难以实现机械臂的精确定位。所以对虚拟夹具技术进行了研究,提出了一种基于人工势场法和圆锥体构建的组合虚拟夹具来实现机械臂的精准定位。造成机械臂无法精准定位的主要有:在面对某些存在障碍物的狭小空间,由于人操作过程中会使机械臂触碰障碍物,还有人徒手操作的不精确性以及肌肉颤抖等因素会使机械臂无法精准定位。所以,通过人工斥力场构造禁止型虚拟夹具来躲避障碍物,通过人工引力场构造的虚拟夹具和圆锥体虚拟夹具来实现精准定位。最后,搭建了基于力觉引导的遥操作系统实验平台,并提出了遥操作系统性能评估方法,并对本文的研究内容进行了验证实验和分析。实验结果表明基于波变量的时域无源双边遥操作控制方法和采用人工势场法和圆锥体构建的组合夹具是有效的。
陶学伟[9]（2020）在《计及时变时延的双边遥操作系统稳定性分析》文中提出双边遥操作系统广泛应用于航天航空、远程医疗以及电力系统等领域,对于突破人类操控空间限制起到了重要作用。由于遥操作系统中操作者与环境相距遥远,信息传输存在网络通讯时延,导致系统两端的力和位置等信息无法及时交互,将严重恶化遥操作系统的稳定性,降低系统的操控性能。围绕遥操作系统时延问题,相关学者展开了大量研究,然而现有方法仍难以有效降低时延给系统造成的影响。本文针对时变时延问题展开研究,将建立基于位置预测和力预测的时变时延遥操作系统控制方法,有效解决系统稳定性问题,提升系统操控性能。本文主要工作如下:（1）调研了双边遥操作系统的应用场景、技术发展和控制方法,分析了通信时延对系统稳定性和透明性的影响,明确了遥操作技术应用的研究重点。结合调研分析结果,提出了一种基于四通道控制结构的预测控制方法。（2）建立了双边遥操作系统的二端口网络等效模型,给出了透明性分析指标。通过对比遥操作控制结构及其透明性表现,选择在主机器人侧添加对力与位置预测的控制模块,提出了一个基于四通道控制结构的双边遥操作预测控制系统并给出系统稳定性分析方法。（3）针对双边遥操作系统的位置信号时滞问题,研究了位置预测方法。主机器人将获得带时延的从机器人位置信号,因此,采用卡尔曼滤波（KLF）方法对位置信号进行预测。考虑到KLF滤波过程离散性的本质,给出了离散系统等效连续系统的具体方法和过程。利用仿真实验对所提方法进行了验证。（4）针对双边遥操作系统的力信号时滞问题,研究了接触力预测方法。介绍了几个接触力模型的表征方法,讨论了模型的应用特点并给出了接触力模型选取的几个基本要求。为了获得不带时延的从机器人接触力信号,在主机器人侧建立一个基于Hunt-Crossley模型的接触力预测模型,使用带遗传因子的递推最小二乘法,通过快速在线识别环境参数,以此实时修正在主机器人侧的预测力模型。利用仿真实验对所提方法进行了验证。（5）针对所提出的基于力与位置预测的遥操作系统,分析了系统稳定性和操控性能。采用绝对稳定性定理分析系统稳定性,给出系统稳定性边界条件。搭建仿真平台,实现遥操作系统各个模块功能、连接、通信,利用仿真实验对所提方法进行了验证。
贺文人[10]（2020）在《工业机器人的轨迹跟踪与远程控制研究》文中提出工业机器人能代替人类在工业环境中工作,完成单调、繁重、重复的长时间作业,有效地减小了人类的劳动强度,提高了生产效率,降低了生产成本。随着现代工业的快速发展,需要更高水平的产品质量,这就对工业机器人的轨迹跟踪技术要求越来越高。另一方面,在一些环境恶劣和复杂、人类无法到达的场合,如核能技术、工业焊接等,工业机器人远程控制系统能有效避免对人体的伤害,安全地完成特殊环境作业。因此,对工业机器人的轨迹跟踪以及远程控制系统研究具有重要价值。本文的主要研究内容如下:（1）针对执行重复运动的工业机器人,提出一种可变增益自适应迭代学习控制算法,来确保机器人的位置、速度跟踪精度。首先在PD反馈部分增加指数可变增益来加快算法收敛速度,然后在参数自适应部分设计广义误差函数来进一步减小轨迹跟踪误差,增强系统稳定性。通过Lyapunov函数对可变增益自适应迭代学习控制算法的收敛性进行了理论证明,最后利用仿真验证了该控制算法能有效减小机器人轨迹跟踪误差,并加快算法的收敛速度。（2）针对工业机器人的远程控制进行了研究,设计了基于ABB工业机器人的远程控制系统。在本地上位机上设计操作者界面,实现本地和远程程序的变量同步,以TCP/IP协议与ABB机器人控制柜通信,直接通过以太网对远程端的机器人进行控制和管理。在仿真和实验中,通过分析机器人对上位机给定轨迹的跟踪效果验证了系统的有效性。（3）针对工业机器人遥操作系统中存在的主从机器人工作空间差异以及运动控制的精度与安全问题,提出了一种工作空间映射算法与位置-速度混合控制策略。首先,将遥操作划分为自由运动和交互两个阶段,在自由运动阶段采用映射算法使主从机器人的工作空间高度覆盖,使主机器人可操控的从机器人运动范围最大化。进一步,在交互阶段设计了一种位置-速度混合控制策略对工业机器人的运动进行准确的控制,使主从机器人的实际位置轨迹准确的跟随,并进一步引入反馈引导力以实现安全的控制。最后在Touch-ABB IRB120主从机器人遥操作实验平台上对所提出的控制方法进行验证,实验结果表明该方法使得主从机器人运动范围在高度覆盖的同时可以保证遥操作控制的精度。
二、利用远程网络技术的机器人遥操作系统分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、利用远程网络技术的机器人遥操作系统分析（论文提纲范文）
（1）基于5G网络的农场移动机器人远程遥操作系统（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 基于5G网络的机器人远程遥操作现状 |
| 1.1 5G网络 |
| 1.2 机器人远程遥操作现状 |
| 2 农场移动机器人模型 |
| 2.1 农场移动机器人运动学模型 |
| 2.2 农场移动机器人动力学模型 |
| 3 农场移动机器人遥操作控制 |
| 3.1 农场移动机器人遥操作架构 |
| 3.2 农场移动机器人遥操作的控制 |
| 1)遥操作手柄信号采样。 |
| 2)预测模块。 |
| 3)农场移动机器人路径规划。 |
| 4 实验测试与结果分析 |
| 5 结论 |
（2）基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 基于移动通信网络的遥操作技术 |
| 1.1 遥操作系统总体框架 |
| 1.2 遥操作网络设计 |
| 1.3 遥操作系统控制和数据传输模块 |
| 2 农业移动机器人遥操作硬件设计 |
| 2.1 农业移动机器人遥操作硬件方案 |
| 2.2 网络通信模块 |
| 2.3 视频采集单元模块 |
| 2.4 位置信息采集模块 |
| 1)增量式光电编码器。 |
| 2)电机驱动电路。 |
| 3 农业移动机器人遥操作软件设计 |
| 4 实验与分析 |
| 5 结论 |
（3）基于径向基神经网络的反步控制及其在遥操作系统中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 非线性控制 |
| 1.1.2 输入输出限制对系统性能的影响 |
| 1.1.3 遥操作系统 |
| 1.2 非线性控制方法研究现状 |
| 1.2.1 反步控制法 |
| 1.2.2 神经网络控制 |
| 1.2.3 基于径向基神经网络的自适应反步控制法 |
| 1.3 遥操作系统控制研究现状 |
| 1.3.1 遥操作系统的系统模型与控制任务 |
| 1.3.2 遥操作系统控制方法 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 现有研究成果的不足 |
| 1.4.2 研究思路 |
| 1.4.3 具体内容 |
| 2 死区影响下高阶纯反馈系统的有限时间跟踪控制 |
| 2.1 输入死区对系统性能的影响 |
| 2.1.1 非线性死区模型 |
| 2.1.2 死区对系统性能的影响 |
| 2.2 径向基神经网络近似器 |
| 2.3 有限时间稳定 |
| 2.4 纯反馈系统模型 |
| 2.5 控制器设设计与稳定性分析 |
| 2.5.1 控制器结构 |
| 2.5.2 控制器设设计过程及稳定性分析 |
| 2.6 仿真验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 机械臂系统的有限时间漏斗跟踪控制 |
| 3.1 机械臂系统控制任务 |
| 3.2 问题描述与相关引理 |
| 3.2.1 漏斗控制与漏斗变量 |
| 3.2.2 其他引理与假设 |
| 3.3 控制器设设计及其稳定性分析 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 定常时延双边遥操作系统的自适应量化控制 |
| 4.1 滞环量化器 |
| 4.2 双边遥操作系统模型 |
| 4.3 控制器设设计与稳定性分析 |
| 4.3.1 以反步控制法推导的控制方法 |
| 4.3.2 以降降阶法推导的控制方法 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 时变时延双边遥操作系统的自适应有限时间控制 |
| 5.1 问题描述与相关引理 |
| 5.2 控制器设设计与稳定性分析 |
| 5.2.1 控制器结构 |
| 5.2.2 控制器设设计步骤及稳定性分析 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 仿真模型 |
| 5.3.2 仿真结果 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）核电动力机械手遥操作控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景、来源及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 核电动力机械手研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 核电动力机械手遥操作系统研究现状 |
| 1.3.1 机器人防核辐射技术 |
| 1.3.2 遥操作系统概述 |
| 1.3.3 遥操作系统关键技术 |
| 1.3.4 遥操作系统国外研究现状 |
| 1.3.5 遥操作系统国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容概括 |
| 第二章 核电动力机械手运动学建模与分析 |
| 2.1 核电动力机械手结构 |
| 2.2 机械手建模数学基础 |
| 2.2.1 位姿描述 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.3 机械臂运动学建模 |
| 2.3.1 机械臂运动学正解 |
| 2.3.2 机械臂运动学逆解 |
| 2.4 机械臂正逆运动学仿真验证 |
| 2.5 机械臂工作空间分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 核电动力机械手控制系统 |
| 3.1 控制系统总体方案 |
| 3.2 控制系统硬件系统设计 |
| 3.2.1 NC610 控制器和GRP-3000 示教器 |
| 3.2.2 伺服系统 |
| 3.2.3 C981 和C911 防辐射摄像头 |
| 3.2.4 主回路电气原理图 |
| 3.3 控制系统软件设计 |
| 3.3.1 软件设计要求 |
| 3.3.2 软件功能 |
| 3.3.3 软件结构 |
| 3.4 下位机运动控制系统 |
| 3.4.1 硬件系统结构 |
| 3.4.2 软件开发环境 |
| 3.4.3 人机交互界面设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 上位机遥操作系统 |
| 4.1 上位机遥操作系统硬件设计 |
| 4.1.1 硬件系统框架 |
| 4.1.2 研华工控机 |
| 4.1.3 PXN-2113 遥操作手杆 |
| 4.1.4 交换机 |
| 4.2 上位机遥操作系统软件设计 |
| 4.2.1 软件结构 |
| 4.2.2 系统功能模块开发 |
| 4.2.3 人机交互界面设计 |
| 4.3 通信系统设计 |
| 4.3.1 TCP/IP通信协议 |
| 4.3.2 通信系统方案 |
| 4.3.3 程序实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统集成与试验 |
| 5.1 遥操作控制系统测试平台搭建 |
| 5.2 下位机运动控制系统试验 |
| 5.2.1 单轴点动 |
| 5.2.2 多轴联动 |
| 5.2.3 示教功能 |
| 5.2.4 数据监控 |
| 5.3 上位机遥操作系统试验 |
| 5.3.1 通信测试 |
| 5.3.2 遥操作功能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文及学术成果 |
（5）复杂环境下双边遥操作系统的复合控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 遥操作系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 遥操作系统的复合控制 |
| 1.2.2 遥操作系统的约束控制 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 双边遥操作系统模型与基本控制算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双边遥操作系统模型描述 |
| 2.2.1 刚性关节机械臂的双边遥操作系统模型 |
| 2.2.2 柔性关节机械臂的双边遥操作系统模型 |
| 2.3 双边遥操作系统的基本控制策略 |
| 2.3.1 神经网络控制 |
| 2.3.2 滑模控制 |
| 2.3.3 自适应控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双边遥操作系统的全状态时变约束复合控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预备知识 |
| 3.3 非线性观测器设计 |
| 3.4 全状态约束控制器设计 |
| 3.5 仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 柔性双边遥操作系统的复合学习全状态跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预备知识 |
| 4.3 一类非线性动态系统的CNNL控制器设计 |
| 4.4 柔性双边遥操作系统CNNL控制器设计 |
| 4.5 仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于控制理论的力反馈遥操作技术 |
| 1.2.2 低延迟力反馈控制信息传输技术 |
| 1.2.3 通信领域信息传输技术 |
| 1.2.4 资源调度研究现状 |
| 1.3 研究所要解决的问题 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 1.5 本研究创新点 |
| 1.6 本文结构安排 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 5G网络、触感网及LTE网络 |
| 2.1 5G网络 |
| 2.2 触感网 |
| 2.3 LTE网络 |
| 2.4 网络簇族 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 简单QoE驱动的智能调度算法设计 |
| 3.1 QoE-Delay关系曲线 |
| 3.2 简单的QoE驱动的调度算法设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 简单QoE驱动的智能调度算法仿真实验结果 |
| 4.1 仿真实验设置 |
| 4.1.1 关于控制结构的实验设置 |
| 4.1.2 关于通信网络的实验设置 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 改进的两层结构延时可控的QoE驱动实时流优先的智能调度算法 |
| 5.1 简单调度算法所存在缺陷 |
| 5.2 调度算法缺陷改进措施 |
| 5.3 改进调度算法的具体设计与实现 |
| 5.4 改进的调度器时间复杂度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 改进的两层结构实时流优先的QoE驱动智能调度算法实验结果 |
| 6.1 仿真实验设置 |
| 6.1.1 关于控制结构的实验设置 |
| 6.1.2 关于通信网络的实验设置 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）基于共享控制的六足机器人三边遥操作研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 足式机器人遥操作系统研究现状 |
| 1.3.2 多边遥操作系统研究现状 |
| 1.3.3 共享控制方法研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 六足机器人三边遥操作系统结构设计 |
| 2.1 主端机器人建模 |
| 2.2 从端机器人建模 |
| 2.3 三边遥操作系统结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 不同地形下六足机器人运动状态分析 |
| 3.1 从端六足机器人运动特性分析 |
| 3.2 平坦地形下六足机器人运动状态分析 |
| 3.3 崎岖地形下六足机器人运动状态分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于共享控制的三边遥操作设计 |
| 4.1 基于TCS的权重分配方法设计 |
| 4.2 三边遥操作系统控制律设计 |
| 4.3 三边遥操作系统透明性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于共享控制的三边遥操作系统实验 |
| 5.1 实验平台搭建与任务设计 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 传统三边遥操作方法控制实验 |
| 5.2.2 平坦地形下的运动控制实验 |
| 5.2.3 崎岖地形下的运动控制实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文和其他成果 |
| 致谢 |
（8）基于力觉引导的空间载荷遥操作系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空间遥操作系统研究现状 |
| 1.2.2 力反馈双边控制方法研究现状 |
| 1.2.3 基于虚拟夹具的力觉引导方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 遥操作系统总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统功能需求分析 |
| 2.3 空间机器人遥操作系统设计 |
| 2.3.1 系统总体框架 |
| 2.3.2 主端遥操作子系统 |
| 2.3.3 从端机器臂子系统 |
| 2.4 遥操作系统通信机制 |
| 2.5 遥操作系统交互设备的映射控制 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 基于波变量的时域无源双边遥操作控制方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无源控制理论 |
| 3.3 基于波变量的控制方法研究 |
| 3.3.1 传统波变换控制结构 |
| 3.3.2 改进波变换控制结构 |
| 3.3.3 Simulink仿真及结果分析 |
| 3.4 基于波变量的时域无源控制方法研究 |
| 3.4.1 基于改进波变量的时域无源双端口系统的建模 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于虚拟夹具的力觉引导方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 虚拟夹具原理介绍 |
| 4.3 机器人的虚拟引导力建模 |
| 4.3.1 包围盒模型 |
| 4.3.2 基于人工势场法的虚拟夹具 |
| 4.3.3 圆锥体虚拟夹具 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 遥操作系统实验与系统性能评估研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台搭建 |
| 5.3 擦玻璃实验 |
| 5.4 插孔实验 |
| 5.5 遥操作任务性能评估研究 |
| 5.5.1 擦玻璃实验性能评估 |
| 5.5.2 插孔实验性能评估 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）计及时变时延的双边遥操作系统稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 遥操作系统发展现状 |
| 1.2 时延始终存在于遥操作系统当中 |
| 1.3 时延对遥操作系统的影响 |
| 1.3.1 时延对操作者的影响 |
| 1.3.2 时延对系统稳定性的影响 |
| 1.3.3 时延对系统透明性的影响 |
| 1.4 遥操作系统的控制方法 |
| 1.4.1 基于无源性的方法 |
| 1.4.2 基于H_∞理论的方法 |
| 1.4.3 基于滑模控制的方法 |
| 1.4.4 基于自适应控制的方法 |
| 1.4.5 基于预测控制的方法 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 双边遥操作系统的结构 |
| 2.1 双端口网络模型 |
| 2.2 遥操作系统的控制结构 |
| 2.2.1 位置误差结构 |
| 2.2.2 直接力反馈结构 |
| 2.2.3 共享柔顺控制结构 |
| 2.2.4 四通道结构 |
| 2.2.5 遥操作预测控制结构 |
| 2.3 遥操作系统稳定性分析方法 |
| 2.3.1 无源稳定性准则 |
| 2.3.2 绝对稳定性准则 |
| 2.3.3 无源稳定性与绝对稳定性的比较 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 遥操作系统位置预测控制方法 |
| 3.1 应用卡尔曼滤波器的系统模型 |
| 3.2 离散系统卡尔曼滤波器计算模型 |
| 3.3 连续系统卡尔曼滤波器等效模型 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 遥操作系统力反馈预测控制方法 |
| 4.1 环境接触力模型 |
| 4.2 常见的接触力模型 |
| 4.3 模型参数辨识方法 |
| 4.3.1 接触力模型线性化处理 |
| 4.3.2 接触力模型参数识别算法 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于力与位置预测的遥操作系统稳定性分析 |
| 5.1 遥操作预测控制系统稳定性分析 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.2.1 固定时延仿真 |
| 5.2.2 时变时延仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）工业机器人的轨迹跟踪与远程控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 工业机器人轨迹跟踪控制的研究现状 |
| 1.3 工业机器人远程控制系统的研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作和创新点 |
| 2 工业机器人的运动学模型 |
| 2.1 机器人的运动学分析 |
| 2.2 ABB IRB120 工业机器人的正运动学模型 |
| 2.3 工业机器人的工作空间 |
| 2.4 总结 |
| 3 工业机器人可变增益自适应迭代学习控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人的数学模型 |
| 3.3 可变增益自适应迭代学习控制算法的设计 |
| 3.4 算法收敛性证明 |
| 3.5 仿真 |
| 3.6 总结 |
| 4 基于ABB工业机器人的网络远程控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ABB工业机器人网络远程控制系统的设计 |
| 4.2.1 系统结构设计 |
| 4.2.2 通信设计 |
| 4.3 ABB工业机器人网络远程控制系统的控制技术 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 总结 |
| 5 工业机器人主从遥操作系统的空间映射与控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工业机器人主从遥操作系统的结构 |
| 5.3 控制策略的设计 |
| 5.3.1 自由运动阶段 |
| 5.3.2 交互阶段 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 自由运动阶段的位置轨迹跟踪实验 |
| 5.4.2 交互阶段的控制精度实验 |
| 5.4.3 交互阶段的反馈引导力实验 |
| 5.5 总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
四、利用远程网络技术的机器人遥操作系统分析（论文参考文献）
- [1]基于5G网络的农场移动机器人远程遥操作系统[J]. 程致梁. 农机化研究, 2022(08)
- [2]基于移动通信网络的农业移动机器人遥操作研究[J]. 杨洪涛. 农机化研究, 2022(03)
- [3]基于径向基神经网络的反步控制及其在遥操作系统中的应用[D]. 包家磊. 北京交通大学, 2021(02)
- [4]核电动力机械手遥操作控制系统研究[D]. 张元昕. 江南大学, 2021(01)
- [5]复杂环境下双边遥操作系统的复合控制研究[D]. 代特. 燕山大学, 2021
- [6]面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究[D]. 刘斯文. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]基于共享控制的六足机器人三边遥操作研究[D]. 曲伟健. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [8]基于力觉引导的空间载荷遥操作系统的研制[D]. 吴超. 北京邮电大学, 2020(05)
- [9]计及时变时延的双边遥操作系统稳定性分析[D]. 陶学伟. 电子科技大学, 2020(07)
- [10]工业机器人的轨迹跟踪与远程控制研究[D]. 贺文人. 西华大学, 2020(01)